JP2009517636A5 - - Google Patents
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Description
本発明は、請求項1の上位概念に記載された、構成部品を位置決めする標的板、及び、対応する光学システムに関する。 The invention relates to a target plate for positioning a component and a corresponding optical system as described in the superordinate concept of claim 1 .
工作物、構成部品又は建設機械の位置決め及び位置合わせは、従来技術では、光学システムによって行われることが多い。これらの光学システムにより、高速、正確かつ非接触な測定という利点が得られる。この位置決めは、例えばこのシステムによる位置決定を介して行うことができるが、この位置決めが、発信器によって発せられる可視光線ビームを基準として「直接」行われることも多い。例えば、位置決めされかつ位置合わせされたレーザ発振器により、基準軸を形成するためのレーザビームが発せられるか、又は(例えば、回転式のレーザを用いて)基準面が張られて定められる。位置を決定するため、ないしはビームを視覚化するため、ふつう能動的又は受動的な標的素子を使用する。 The positioning and alignment of workpieces, components or construction machines is often performed by optical systems in the prior art . These optical systems offer the advantage of fast, accurate and non-contact measurement. This positioning can be done , for example , via position determination by the system, but this positioning is often done “directly” with reference to the visible light beam emitted by the transmitter. For example, a positioned and aligned laser oscillator emits a laser beam to form a reference axis, or a reference plane is stretched (eg, using a rotating laser). Usually active or passive target elements are used to determine the position or to visualize the beam .
パイプライン敷設においてもパイプを正確に敷設するため、有利には光学システムが使用され、多くの場合に用水路建設レーザ及び標的板を含むレーザ基準システムが使用される。このレーザビームの位置合わせは、重力下げ振りに対して行われることが多いため、このレーザ装置は、ほとんどの場合に傾斜センサを備えている。このレーザは、正しく位置合わせされるか、ないしは既に敷設されたパイプ部分の開始縦穴においてパイプにセンタリングされて位置合わせされる。この場合、レーザにより、(後続の)敷設すべきパイプに対する基準軸としての基準ビームを形成することができる。このため、上記のパイプに標的板を入れる。この標的板は、作業者の方を向いているパイプの(上記の開始縦穴とは反対側の)端部においてパイプ又はその内部にセンタリングされて取り付けられる。上記のレーザ基準ビームが、標的板の(多くの場合に印刷された)標的マークの真ん中に当たる場合、このパイプは正確に位置決め及び位置合わせされているのである。 An optical system is advantageously used to lay the pipe correctly in pipeline laying , and in many cases a laser reference system including a canal construction laser and a target plate is used. Since the alignment of the laser beam is often performed with respect to the gravity swing , this laser apparatus is provided with a tilt sensor in most cases . The laser is aligned correctly or centered on the pipe at the starting longitudinal hole of the already laid pipe section. In this case, the laser can form a reference beam as a reference axis for the (following) pipe to be laid. For this purpose, a target plate is placed in the pipe. The target plate is centered and attached to the pipe or the interior thereof at the end of the pipe facing the operator (opposite the starting vertical hole). If the laser reference beam hits the middle of the target mark (often printed) on the target plate, the pipe is correctly positioned and aligned.
パイプ敷設は、一般に次の手順で行なう。掘削機又は起重機の操作者が、パイプを溝に降ろす。作業者は、その溝の中又は側に立ち、パイプの位置及び位置合わせを監視する。作業者は、操作者に指示を与え、必要に応じて、パイプの位置を手で位置を正す。この監視は、パイプに固定された又はその中に固定された標的板上の基準信号に基づいて行われる。従来技術の装置の場合のようにコリメートされたレーザビームが、標的板、例えば不透明な板上に円として写像される場合、作業者がビームを基準としてパイプの位置を識別するためには、この作業者の視線は、上記のビームの軸上になければならない。従ってこの作業者は、上記の溝の中にいるか、又はつねにみをかがめてパイプを位置合わせしなければならないのである。近づくことのできない溝においてはこのような装置による位置決めは行うことができない。 Pipes are generally laid out according to the following procedure. The operator of the excavator or hoist lowers the pipe into the groove. The operator stands in or on the side of the groove and monitors the position and alignment of the pipe. The operator gives an instruction to the operator, and corrects the position of the pipe by hand as necessary. This monitoring is based on a reference signal on the target plate fixed to or fixed in the pipe . If the collimated laser beam is mapped as a circle on a target plate, for example an opaque plate, as in the prior art device, this is necessary for the operator to identify the position of the pipe relative to the beam. The operator's line of sight must be on the axis of the beam. The operator must therefore be in the groove or bend over to align the pipe. Positioning by such a device cannot be performed in a groove that cannot be approached.
作業者が、直立した位置で、ないしはパイプの長手軸から離れた位置で信号を受信できるようにするため、US 5,095,629にはターゲットないしは標的板システムが記載されており、このターゲットないしは標的板システムは、これに当たるレーザビームを透過させて、調整された円錐状の角度範囲にこのレーザビームを偏向させる。このためにターゲットの表面には構造体が設けられて、ビームを所定の方向に、例えば、直立している作業者の方向に誘導するのである。上記のターゲットの表面の構造体は、格子状かつ周期的であるため、所定の角度範囲に輝度が極めて不規則なビームを散乱させるという欠点を有する。所定の方向又は角度において作業者は目を眩ませられ、これに対してこの直ぐ隣の角度において標的板における光点はまったく視認することができない。この輝度の変化によって作業者は悩まされるのである。またこのようなターゲットにより、応用に対して、大きな「サイドローブ」ないしは側方成分が、関係のない方向に形成される。このことが意味するのは、透過したビームが、相応に強度を失ってしまうことである。さら巨視的な構造を有するこのようなターゲットの形成には汚れ、湿気又は機械的な摩耗のような周囲環境の影響を受けやすい。従って上記の表面をカバープレートによって保護しなければならないため、構成にコストがかかってしまう。更に上記のビームを散乱させる表面の構造は、あらかじめ定めた角度範囲に実施され、相応の位置からずれた場合、ビームの投影像は、一層弱くなってしまうか又はまったく識別できないのである。US 5,095,629 describes a target or target plate system that allows an operator to receive signals in an upright position or at a position away from the longitudinal axis of the pipe. The laser beam impinging on this is transmitted, and this laser beam is deflected to an adjusted conical angular range. For this purpose, a structure is provided on the surface of the target to guide the beam in a predetermined direction, for example in the direction of an upright operator. Since the structure on the surface of the target is lattice-like and periodic, it has a drawback that a beam with extremely irregular luminance is scattered within a predetermined angular range. In a given direction or angle, the operator is dizzy, whereas at this immediately adjacent angle, no light spot on the target plate is visible. This change in brightness is bothering the worker. Such a target also forms a large “sidelobe” or side component in an unrelated direction for the application. This means that the transmitted beam loses its intensity accordingly. Furthermore, the formation of such a target with a macroscopic structure is susceptible to ambient conditions such as dirt, moisture or mechanical wear. Therefore, since the above surface must be protected by the cover plate, the configuration is expensive. Furthermore, the structure of the surface that scatters the beam is carried out in a predetermined angular range, and if it deviates from the corresponding position, the projected image of the beam becomes weaker or cannot be identified at all.
DE 20 2004 000 503 U1には、ビデオカメラを備えた光学システムが記載されており、ここでは光軸が、敷設すべきパイプの長手方向軸に対して平行に固定に位置合わせされており、その対物レンズは、パイプ開口部の方向を向いている。ビデオカメラとパイプとの間には平面状の、光学的に部分透過性のスクリーンが配置されており、このスクリーンは、ビデオカメラによって鮮明に写されてカメラのビデオモニタに表示される。操作者は、上記のスクリーンにおいてレーザが当たる点を識別することができ、ひいては敷設すべきパイプの位置合わせを識別することができる。ケーブル又は無線によって離れたところから観察ができることにより、現場で操作員は溝に行く必要はない。しかしながらビデオカメラは、複雑な影響を受けやすい光学装置であり、この装置は、厳しい建設作業において損傷されてしまい易いのである。更にこの光学システムにはパイプ端部において電源が必要であるため、それを使用するためには大きなコストが必要である。またこのシステムは、工事現場の作業者に相応の設置及び条件を要求するため、殊に作業の円滑な経過が損なわれてしまう可能性がある。 The DE 20 2004 000 503 U1, which describes an optical system comprising a video camera, wherein the optical axis is, are aligned in parallel to the fixed to the longitudinal axis of the pipe to be laid, its The objective lens faces the direction of the pipe opening. Between the video camera and the pipe, a flat, optically partially transmissive screen is arranged, which is clearly displayed by the video camera and displayed on the video monitor of the camera. The operator can identify the point where the laser hits on the screen and thus the alignment of the pipe to be laid. The ability to observe from a distance by cable or radio means that the operator does not have to go into the groove on site. However, a video camera is an optical device that is susceptible to complex influences, and this device is susceptible to damage in severe construction operations. Furthermore, since this optical system requires a power supply at the end of the pipe, it is expensive to use it. In addition, since this system requires appropriate installation and conditions from workers on the construction site, the smooth progress of the work may be impaired.
本発明の課題は、例えばパイプ又は支持システムなどの構成部品を、基準ビームを基準にして位置決めする標的板を提供して、この標的板によってこの基準ビームの視認性を改善することである。 It is an object of the present invention to provide a target plate for positioning components such as pipes or support systems with reference to a reference beam and to improve the visibility of this reference beam by means of this target plate .
別の課題は、構造が簡単であり、容易に取り扱うことができ、誤操作に対する影響を受にくい標的板を提供することである。 Another problem is to provide a target plate that is simple in structure, easy to handle, and less susceptible to misoperation .
別の課題は、殊に昼間の光における標的板の視認性を改善する標的板と、基準ビームを発するビーム源とを有する光学システムを提供することである。上記の課題は、請求項1又は13の特徴的部分に記載された特徴的構成によって解決され、また従属請求項に記載された特徴的構成によってこの解決手段が更に発展される。Another object is to provide an optical system having a target plate that improves the visibility of the target plate, especially in daylight, and a beam source that emits a reference beam. The above problem is solved by the characteristic structure described in the characterizing part of claim 1 or 13, and the solution is further developed by the characteristic structure described in the dependent claims.
本発明において標的板は、第1及び第2表面と、光学ホログラフィック素子とを有しており、上記の第1及び第2表面は、光学的に透過に構成されており、第2表面は標的マークを有する。上記の標的板には更に(この標的板を用いて)位置決めしようとする構成部材に標的板を配置する支持部又は固定装置を設けることができる。しかしながら標的板を(外部の)支持部/固定部に入れることも可能である。In the present invention, the target plate has first and second surfaces and an optical holographic element, and the first and second surfaces are configured to be optically transmissive, and the second surface is Has a target mark. The target plate can be further provided with a support or a fixing device for placing the target plate on a component to be positioned (using this target plate). However, it is also possible to place the target plate in the (external) support / fixing part.
上記の構成部材を位置決めするため、ビーム源から基準ビームを放射する。このビーム源は有利にはレーザ発信器である。しかしながら以下でビーム源としてのレーザに言及する場合、別の放射源を除外するものではなく、これの放射源も択一的に使用することもできる。上記のレーザの位置及び放射方向は調整可能である。従って基準軸を決定するビームを形成することができるのである。A reference beam is emitted from a beam source to position the above components. This beam source is preferably a laser transmitter. However, in the following, when referring to a laser as a beam source, another radiation source is not excluded, and this radiation source can alternatively be used. The position and radiation direction of the laser can be adjusted. Therefore, a beam that determines the reference axis can be formed.
パイプラインの敷設では、計画したパイプシステムに従って、例えば用水路システムの計画に従ってレーザを調整するか、又は、既に敷設したパイプを基準にしてレーザを配置するかの何れかである。パイプ又はパイプ部品が計画通りに既に敷設されている場合、レーザを第1のパイプの開口部に位置決めし、放射される基準ビームを用いてパイプの長手方向軸を描く。これにより、既に敷設したパイプに(このパイプの第2の開口部に)次のパイプを接続し、上記の基準軸を基準にして配置することができ、下げ振りに対して正確な傾きが維持される。パイプを正確に位置決めするため、標的板を利用することができ、ここでこれは、敷設するパイプの未接続の開口部にこの標的板を配置することによって行われる。この配置は、パイプの長手方向軸、即ちパイプの中心と、標的板の標的指標とを一致させることによって行われる。標的板を配置するため、この標的板とパイプとの位置の安定した接続が行われるようにする。この接続は、有利には水準器を備えた(例えばパイプに固定可能か又はパイプに安定して位置決め可能な)保持部によって行われる。同様に、固定素子を標的板に直接に取付けても良く、又は、標的板がすでに、場合によってはこの標的板と一体に形成した固定機能を備えていても良い。原理的には、あらゆるタイプの固定又は接続を使用することができ、特に、パイプの断面又は位置決めする構成部品の断面に適合させたユニットも使用可能である。 The laying of the pipeline, according to the pipe system fractionated meter, either adjust the laser according to the plan of use waterway system for example, or is either placing a laser with respect to the previously laid pipe. If the pipe or the pipe section is already laid as planned, the laser is determined position in the opening of the first pipe, draw a longitudinal axis of the pipe using a reference beam radiate. Thus, already connect the (second to the opening of the pipe) next pipe laying the pipes, the above reference axis can be positioned with respect to the, accurate inclination to plumb It is maintained Ru. For accurately positioning the pipe, it is possible to use a target plate, wherein this is done by placing the target plate to the opening of the unconnected pipes laying. This arrangement, the longitudinal axis of the pipe, i.e. the pipe and the center of, performed by Rukoto is matched with the target index of the target plate. To place the target plate, so that stable connection is performed in the position between the target plate and the pipe. This connection is preferably made by a holding part provided with a level (for example fixed to the pipe or stably positioned on the pipe) . Similarly, the fixing element may be attached directly to the target plate, or the target plate may already be provided with a fixing function that may be formed integrally with the target plate . In principle, it is possible to use a fixed or connections of any type, in particular, units adapted to the cross section of the component to be cross or positioning of the pipe can be used.
標的板は、第1及び第2の光学的に透明な表面を有する。これらの表面は、標的板本体の表面及び裏面を構成し、例えば、これらの表面は、ガラス体の表面及び裏面とすることができる。機能的な観点から、光学的に透明なプラスチック素子が標的板本体として有利である。2つの面を有するこの本体は、非常に多くの幾何学形状(例、長方形、正方形、又は、円板)で構成することができる。位置決めする構成部品の幾何学形状に適合させても良い。構成部品がパイプの場合、パイプ断面の大きさ及び形状に適合させることができる。 The target plate has first and second optically transparent surfaces . These surfaces constitute the front and back surfaces of the target plate body , for example, these surfaces can be the front and back surfaces of the glass body. From a functional point of view, an optically transparent plastic element is advantageous as the target plate body. This body with two faces can be composed of a very large number of geometric shapes (eg rectangular, square or disc). It may be adapted to the geometry of the component to be positioned. If the component is a pipe, it can be adapted to the size and shape of the pipe cross section.
上記の表面又は第1面は、ビーム源側を向いたないしは向くべき面であり、裏面又は第2面は有利には、実質的に第1面に平行でありかつこれとは反対側の面である。上記の本体の断面は、長方形又は正方形が好ましい。それは、殊にこれが簡単かつコスト的に有利に作製できるからである。しかしながらこれにより、状況によっては有利になる他の幾何学的形状を除外するものではない。 Front surface or the first surface of the above are face to face or facing beam source side, backside or second side is advantageously substantially parallel to the first surface and opposite thereto Surface. The cross section of the main body is preferably rectangular or square. This is in particular because it can be produced simply and cost-effectively. However, this does not exclude other geometric shapes that may be advantageous in some circumstances .
透き通った、無色、又は、着色した本体は、光学的に透明で、プラスチック又はガラスから成る。第1面に入射するビームは、このビームに対して透過な表面を通過し、そして、透過な第2面も通過する。このビームは、最終的に、第2面上で、例えば目に見える円形として視覚化される。 The clear , colorless or colored body is optically clear and consists of plastic or glass. A beam incident on the first surface passes through a surface that is transparent to the beam and also passes through a second surface that is transparent . This beam is finally visualized on the second surface , for example as a visible circle.
本発明の標的板は、ホログラフィック光学素子(以下、HOEと呼称する)を備えており、この素子により、第2面上に視認できる「ビームスポット」を生成し、これを拡げ、所定の立体角範囲に曲げる。 Target board of the present invention, a holographic optical element (hereinafter referred to as HOE) has a, by an element of this, visible on the second surface to produce a "beam spot", spread it, predetermined Bend to a solid angle range.
ホログラフィック光学素子は、ホログラフィック記録であり、入射したビームを複雑な3次元の波動場に変換する性質を備えている。例えば、光学素子(レンズ、格子、ミラー、又は、ビームスプリッタ等)の性質をエミュレートすることができる。しかしながら特に、レーザ波の空間コヒーレンスを消失させるホログラフィック構造体が可能である。これによってはじめてこのホログラムの面においてビームスポットを可視化することができる。更に従来の光学システムとは異なり、今日まで実現できなかった極めて複雑なビーム誘導を実現することができる。ここでこれは殊にデジタル式のコンピュータ生成ホログラムであり、このホログラムは、ほぼ任意の回折波動場を形成することができる。 Holographic optical element is a holographic recording, and includes the property of converting the incident beam into complex 3 - dimensional wavefield. For example, the properties of an optical element (such as a lens, grating, mirror, or beam splitter) can be emulated . However, especially, it can be holographic structure make disappear the spatial coherence of the laser wave. Only then can the beam spot be visualized on the surface of the hologram. Further unlike conventional optical system, it is possible to achieve very complex beam guidance that could not be realized until now. Here, in particular, this is a digital computer-generated hologram, which can form almost any diffracted wave field.
しかしながらこれまでの合成ホログラムをもってしても、例えば本発明の場合に必要になる大きな偏向角を形成することはできなかった。HOEへの基準ビームの入射角も、今日まで、回折効率及び回折特性に不都合な影響を有していたため、ホログラムの後では、散乱光の円錐形は、損なわれていた。また、上記のようなタイプの標的板を、種々異なる色のレーザに対して同時に使用できるが望ましいが、波長範囲が制限されていることにより、さらなる問題が生じていた。別の欠点は、日射下でのUV耐性がないことであった。 However, even with the conventional synthetic holograms, for example, it was not possible to form a large deflection angle required in the case of the present invention. The incident angle of the reference beam to the HOE also, to date, because it was a disadvantageous effect on the diffraction efficiency and the diffraction characteristics, the after hologram, the circular cone-shaped scattering light, was impaired. In addition, it is desirable to use the target plate of the above type for lasers of various colors at the same time. However, since the wavelength range is limited, a further problem arises. Another drawback was the lack of UV resistance under sunlight.
この不都合な点が無い合成HOEが、今日入手できる。サブミクロン領域の非常に細かい構造体により、開口数を0.6より大きくするか、又は扇角を75度より大きくすることが可能である。更に、必要とするスペクトル域にわたり、いわゆる「調和回折構造体(harmonic diffractive structures)」によって色収差を除去している。この「調和回折構造」は、1次及び高次回折次数の構造体の組合せである。ランダマイズされた回折構造体、即ち、極めて非周期な回折構造体により、擬似的に色収差の無いビームの偏向がサポートされる。最近では色消しが得られるのにかかわらず、HOEプレートへの入射角の選択性も抑制できるようになっている。調和回折構造体を有する表面は、擬似2次元であり、これにより、3次元構造体に伴うブラッグ条件を回避できる。HOEの後の光学波動場は、第一次近似において、基準ビームに対するホログラフィック表面の傾きに依存しない。 Synthetic HOEs that do not have this disadvantage are available today. The very fine structure of submicron, or a numerical aperture greater than 0.6, or a fan angle can be greater than 75 degrees. Furthermore, over the spectral range in need, and it divided the chromatic aberration by the so-called "harmonic diffractive structure (harmonic diffractive structures)". This “ harmonic diffractive structure” is a combination of structures of the first and higher order diffraction orders . Randomized diffractive structure, i.e., by a very non-periodic diffractive structure, deflection of the pseudo-achromatic beam is supported. Regardless of achromatic obtain more recently have become can be suppressed also the selectivity of the incident angle to the HOE plate. Surface with a harmonic diffractive structure is a pseudo two-dimensional, which allows avoiding the Bragg conditions with a three-dimensional structure. Optical wavefield after HOE, in first approximation, does not depend on the inclination of the holographic surface against a reference beam.
別の利点は、合成HOEの製造方法が効率的なことである。今日では、例えば、熱可塑性プラスチック及び熱硬化性プラスチックから成る材料群からなる種々の光学プラスチックが入手可能であり、これらは、射出成形、圧縮成形又は刻印により、経済的かつ大量にHOEに加工することができる。酸化防止剤又はHALS(立体障害アミン)などの新規な化学的添加剤により、そのUV安定性も確保できる。 Another advantage is that the synthetic HOE production process is efficient . Today, for example, various optical plastics composed of the group of materials consisting of thermoplastic and thermosetting plastics are available, these are by injection molding, compression molding or stamping, machining economically and in large quantities HOE be able to. The new chemical additives such as oxidation inhibitor or HALS (sterically hindered amines), can be secured even their UV stability.
本発明の標的板のHOEは、コリメートされたレーザビームに対する光学拡散器として実施される。このホログラフィック拡散器は、ビームを発散させるレンズの作用を備えているか、又は、プリズムとして作用する構造体との組合せで、ビームの発散及びビームの偏向とを組み合わせることができる。この回折効果と並行して、レーザ位相の空間コヒーレンスが低減される。位相関係の少なくとも部分的な消失は、位相ホログラムの場合には大きな偏向角を伴う構造体の擬似確率的な配置に基づき、又は振幅ホログラムの場合には、例えばハロゲン化錯体などの非相関散乱中心に基づく。即ち拡散プレートのエントロピック効果をエミュレーションすることができる。それは、HOEが光学軸に束縛されていないからである。本発明のHOE素子は、公知のように少なくとも一つの位相ホログラム、又は、弱い吸収性の振幅ホログラムを備えている。このホログラムは、次の性質を有している。
・ 80%を越える高透過効率
・ 100度を越える所定の立体角分布
・ 散乱光の円錐での均質な光の分布
・ 零次おける2%未満のエネルギー
・ 基準ビームの偏光に依存しない
・ 一様で低い3次元コヒーレンス
・ モアレ現象が無い
・ 要求される波長範囲にわたる色消し
The target plate HOE of the present invention is implemented as an optical diffuser for the collimated laser beam. The holographic diffuser is either provided with the action of the lens that makes divergence of the beam, or, in combination with the structure which acts as a prism, and a deflection of the divergence and the beam of the beam can set viewing combined Rukoto. In parallel with the diffraction effect, spatial coherence of the laser phase is reduced. At least partial disappearance of the phase relationship is based on a pseudo random arrangement of structures with a large deflection angle in the case of phase holograms, or in the case of amplitude hologram, for example decorrelation scattering and halogenated complex based on the mid-mind. That is, the entropic effect of the diffusion plate can be emulated . Its Re is because HOE is not bound to the optical axis. HOE element of the present invention, at least one of the phase hologram, as is known, or has a weak absorption of amplitude holograms. This hologram has the following properties.
- over 80% more than the high transmission efficiency, 100 degrees is not dependent on the polarization of certain less than 2% of definitive distribution-zero-order homogeneous light in cone solid angle distribution and scattered light energy reference beam one Low 3D coherence-no moire phenomenon -achromaticity over the required wavelength range
上記の少なくとも1つの合成ホログラムは、原理的には、既知のあらゆる記録材料、又は、複写材料及びコピー材料に記録又は複写できる。 At least one synthetic holograms above, in principle, all known recording material, or can be recorded or copied to the copy material and copied material.
コンピュータ生成の位相構造体は、所望の特性を有するホログラムを形成するのに都合が良い。回折構造体は、表面レリーフとして形成され、高効率で所望の光学的特性を形成する。勿論、光学的に同様に形成/記録、及び/又は、光学的に複写されるホログラムも、考えられる。適切な支持体材料は、例えば、感光性ガラス、感光性乳剤、又は、光学プラスチックがある。 Phase structure of a computer generated, convenient to form the hologram having the desired properties. The diffractive structure is formed as a surface relief and forms the desired optical properties with high efficiency. Of course, optically similarly formed / recording, and / or, even holograms that will be optically duplicated considered. Suitable support materials are, for example, photosensitive glass, photosensitive emulsion, or, there is an optical plastic.
射出成形法、保圧を伴う射出成形法、又は、圧縮成形に従って作製されるプラスチックは、特に経済的で、所望の散乱特性を備えている。ホログラムの情報は、射出成形又はエンボス成形で表面構造に導入される。UV硬化接着剤、UV触媒無機−有機ハイブリッドポリマ(例、ゾル−ゲル)、又は、複製に適した他のセラミックタイプの材料からなるレプリカによって作製されるホログラムも実現可能である。 Injection molding with an injection molding method, a holding pressure, or plastics made according to the compression molding is particularly economical, and a desired scattering properties. Hologram information is introduced into the surface structure by injection molding or embossing. UV curable adhesive, UV catalysts inorganic - organic hybrid polymer (eg, sol - gel), or a hologram made by replica made of other ceramic types of materials suitable for replication can also be realized.
上記の射出成形によるホログラフィック形成プロセスに対し、光学的に透明なプラスチック(例、ポリカーボネート、ポリエステル、及び、アクリラート)を使用できる。最近は、シクロオレフィン(COC)及びコポリエステル(COP)が使用されることも多い。 Optically clear plastics (eg, polycarbonate, polyester, and acrylate) can be used for the injection molding holographic formation process . Recently, cyclo olefin (COC) and copolyester (COP) is often used.
エンボス式ホログラムの製造プロセスでは、所謂マスターホログラムを(原版として)特定の高分解能記録材料(例、フォトレジスト)に露光する。極微小のホログラフィック干渉構造体は現像して表面レリーフにすることができる。電解形成により、公知のようにこの表面レリーフを(例えば)金属化されたシートに刻印できる。これにより、鏡面化したシートに(ホログラフィックマイクロレリーフとして)エンボス式ホログラムが得られる。このエンボス式ホログラムは、機械的に何倍にも複製が可能であり、高い作製数量で低価格に生産できる。フォトレジスト転写マスターホログラムもエッチング技術により、その下にあるガラス基板に直接転写できる。このホログラムは、そのホログラム干渉構造体が特に高品質である。 In a manufacturing process of the embossed hologram, a so-called master hologram (as original) certain high-resolution recording material (eg, photoresist) you exposure light on. Very small holographic interference structures can be developed to surface relief . By electroforming, this surface relief can be stamped (for example) on a metallized sheet as is known . Thus, the mirror-sheets (as holographic microrelief) Embossed holograms are obtained. This embossed hologram, mechanically duplicated many times are possible, can be produced at a low cost with a high manufacturing quantity. Photoresist transfer master holograms can also be transferred directly to the underlying glass substrate by etching techniques. This hologram is the hologram interference structure is a particularly high quality.
またコンピュータ生成ホログラム(CGH)も有利であり、このホログラムはコンピュータで容易に計算でき、計算した構造体は感光層に書き込まれる。デジタル生産プロセスは、近年、成熟して来たものである。アナログ式に形成されたホログラムとは異なり、数値式の手法による回折作用の形成は、はるかに柔軟性が有り、実際には略無制限である。このデジタル方式により、供給される材料の範囲が大きく拡大された。アナログ式ホログラフィの場合には感光性記録層を有する写真材料が必要になるのに対し、(例えばレーザ制御のリソグラフィックプロセスを用いた)デジタル方式では、画像情報を適切な支持体材料に転写できる。 Moreover it is also advantageous computer-generated holograms (CGH), the hologram can be readily calculated by the computer, the calculated structures write Murrell written in the photosensitive layer. Digital production process, in recent years, in which came to maturity. Unlike formed analog hologram, formed of a diffraction action by the numeric expression proposed method is much there is flexibility, is substantially unlimited in practice. This digital method greatly expanded the range of materials supplied . In the case of analog holography whereas needed photographic material having a photosensitive recording layer can be transferred in the digital system (for example using a lithographic process of the laser control), the image information to a suitable support material .
上記の構造体を合成によって形成することにより、出射光ビームを形成するための選択肢が格段に拡がる。特に多段レリーフ構造体に対しては、90%を越える回折効率を達成可能である。 By forming the above structure by synthesis, options for forming the outgoing light beam are greatly expanded. For multi-stage relief structures especially, it is possible to achieve a diffraction efficiency of over 90%.
更にホログラフィック拡散器を相応に実施することにより、受け取った放射線を、所望の方向又は所望の立体角範囲に非常に均一に分散させることができる。使用するビーム源の不規則なエネルギー分布を除去し、また後方散乱作用又は所望範囲外の方向への散乱を実質的に除去することができ、ビームは、所望の方向に実質的に損失無しに誘導される。散乱しない光による損失は、1%未満となる。従って、拡散器から出射されるビームのエネルギー分布を(水平及び垂直方向に)非常に正確に制御することができる。特に、ビームをほぼ任意の所望の形状で立体角範囲に誘導できる。 Furthermore , by implementing the holographic diffuser accordingly, the received radiation can be distributed very uniformly in the desired direction or in the desired solid angle range. Removing the irregular energy distribution of the beam source used, also the scattering to back-scattering effect or the desired range of directions can be substantially removed, the beam, substantially without losses in the desired direction Be guided. The loss due to unscattered light is less than 1%. Accordingly, the energy distribution of the beam emitted from the diffuser can be controlled (horizontal and vertical) very accurately. In particular, it can be induced in a solid angle range of the beam at nearly any desired shape.
ホログラフィック拡散器の表面レリーフが、横方向に不規則な構造を有している場合、均質な強度の均一な光の分布が得られる。更に、軸方向の確率的構造体(stochastic structure)により、波長に依存しない強い散乱作用が軸方向に得られる。上記のレリーフ構造体のタイプおよび精度により、散乱円錐における光分布を構成することができる。上記の確率的構造体を適切に選択することにより、ほぼ均一に位相を混合することができる。観察者の位置での光学位相差の差異は、100波長を上回り得る(100を越えるフレネル帯の数)。したがって散乱円錐は、ランダムな回折の円錐から成り、ここでは複数の回折次数が非常に混在している。均質に照明され、垂直及び/又は水平に拡がった立体角範囲の場合、上記の発散ビームは、多数の方向から識別可能である。特に、回折構造体を設計して、拡散器背後の放射強度が散乱角度に依存しないようにすることができる。送信効率、及び、回折効率又は散乱効率を(古典的な拡散器に比して)増大させるにより、例えば2倍にすることにより、ビームの輝度が増大し、ひいてはビームの視認性が相応に増大する。 Surface relief holographic diffuser is when it has an irregular structure in the transverse direction, uniform light distribution homogeneous strength can be obtained. Furthermore, the axial stochastic structure provides a strong scattering effect in the axial direction, independent of wavelength. Depending on the type and accuracy of the relief structure described above, the light distribution in the scattering cone can be constructed. By appropriately selecting the above stochastic structures, the phases can be mixed almost uniformly. The difference of the optical phase difference at the observer's position, (the number of Fresnel zone over 100) which can exceed 100 waves length. Accordingly dispersion Ran'en cone consists conical random diffraction, wherein the plurality of diffraction orders are very mixed -. In the case of a solid illumination range that is homogeneously illuminated and extends vertically and / or horizontally, the divergent beam can be distinguished from a number of directions. In particular, by designing the diffractive structure, the radiation intensity of the diffuser behind can be prevented depending on the scattering angle. Transmit efficiency, and, more to the diffraction efficiency or scattering efficiency (compared to classical diffuser) increasing size, for example, by doubling the luminance of the beam is increased, and thus the visibility of the beam corresponding to increase large to.
ホログラフィック光学拡散器によって誘導されるビームの立体角範囲は、拡散器の構造を介してほぼ任意に構成できる。したがって円形、楕円形、正方形、又は、長方形の角度分布を備える拡散器を作製可能である。円錐形の扇内での光の分布は、シルクハット分布、余弦分布、n乗の余弦分布、双極子分布又は四極子分布、及び、別の多数の角度分布とすることが可能である。 Solid angle range of the beam induced by the holographic optical diffuser may be almost arbitrarily configured through the structure of the diffuser. Accordingly , diffusers with circular, elliptical, square or rectangular angular distributions can be made . Distribution of light in the fan of the conical top hat distribution, cosine distribution, n-th power of the cosine distribution, dipole distribution or quadrupole distribution, and may be a different number of angular distribution.
図1は、本発明による、パイプを敷設する際に使用される標的板Zを有するシステムを示している。ビーム源としてのチャネルレーザLは、既に敷設した第1パイプR1の長手方向軸に沿って基準ビームRSを発する。第2パイプR2には本発明の標的板Zが、センタリングされて固定されている。標的板Zは、2つの表面(基準ビームRSの方向を向きかつパイプ内部にある第1表面及び第2パイプR2から見える第2表面)を有しており、また基準ビームに対して透明に構成されており、例えば、乳白ガラスまた着色ガラスによって構成されている。基準ビームRSの位置は、標的板Zの第2表面F2上に表示される。この実施例において長方形の標的板Zは、極座標を有しており、即ちその表面の中心点を中心として対称であり、またパイプ軸に対して対称にパイプ中心に配置されているため、複数の同心円状のマーキングラインを有しており、極座標のグリッドの原点が、標的マークZMである。上記のマーキングラインは、第2表面F2に印刷されている。標的マークZMと、標的板上に表示される基準ビームRSとが一致する場合、第2パイプR2は、第1パイプR1に対し正確に位置決めされている(図1参照)。パイプを敷設するためには、例えば起重機により、準備の整った溝にこのパイプを降ろす。溝の中又は側にいる作業者Aは、起重機の操作者に指示を与える。このためには標的板Z上の基準ビームの表示が、作業者Aに明確に認識される必要がある。標的板Z上の基準ビーム位置の認識性/視認性を向上するため、本発明では、この標的板の第2面F2に、ホログラフィック光学素子であるホログラフィック構造が実現されており、このホログラフィック光学素子は、例えば基準ビームRSを所期のように拡げるシートである。ここではこのホログラフィック素子は、上記の基準ビームRSが、水平方向及び垂直方向に延びる立体角成分dΩで円錐形に誘導ないしは拡げられる放射特性を有するように実施される。これにより作業者Aは、標的板Z上の基準ビームRSの位置を、パイプ又はビーム軸から遠く離れた位置(例、溝の外)からでも認識できる。 1, according to the present invention, which shows a system having a target plate Z that is used when laying the pipe. Channel laser L as the beam source emits a reference beam RS it already along the longitudinal axis of the first pipe R1 was laid. The target plate Z of the present invention is centered and fixed to the second pipe R2. The target plate Z has two surfaces (a first surface facing the reference beam RS and inside the pipe and a second surface visible from the second pipe R2), and is configured to be transparent to the reference beam. It is, for example, is constituted by milky glass also colored glass. The position of the reference beam RS is displayed on the second surface F2 of the target plate Z. In this embodiment , the rectangular target plate Z has polar coordinates, that is, is symmetric about the center point of the surface, and is arranged at the pipe center symmetrically with respect to the pipe axis. It has concentric marking lines, and the origin of the polar grid is the target mark ZM. The marking line is printed on the second surface F2 . If the target mark ZM, and a reference beam RS that is displayed on the target plate coincide, the second pipe R2 are accurately positioned relative to the first pipe R1 (see FIG. 1). To lay the pipe , the pipe is lowered into a ready groove , for example by a hoist . The worker A in or on the side gives an instruction to the operator of the hoist. For this purpose, the display of the reference beam on the target plate Z needs to be clearly recognized by the operator A. To improve the recognizability / visibility of the reference beam position on the target plate Z, in the present invention, the second face F2 of the target plate, a holographic structure is implemented is a holographic optical element, this The holographic optical element is, for example, a sheet that expands the reference beam RS as expected. Here, the holographic element is implemented so that the reference beam RS has a radiation characteristic that is guided or expanded conically with a solid angle component dΩ extending in the horizontal and vertical directions . Thereby, the worker A can recognize the position of the reference beam RS on the target plate Z even from a position far away from the pipe or the beam axis (eg, outside the groove).
本発明で使用されるホログラフィック標的板Zは、回折効率が高いという利点を備えている。更には、機能的な立体角成分dΩの外側には実質的にビームは存在しない。これにより、既知の拡散パネルと比較して、基準光点の視認性がほぼ2倍になる。横方向だけでなく深さ方向にもランダマイズを行う上記のホログラフィック構造により、このホログラムによって形成される見かけ上の光源の放射輝度も、またこれによって機能的な立体角成分dΩ内の視認性も均一になる。副波長領域における間隔の細かい新たなリレーフ構造に起因して、50度を越える大きな偏向角が達成できるため、角度が大きい場合であっても、基準ビームRSを引き続いて視認できる。 The holographic target plate Z used in the present invention has the advantage of high diffraction efficiency . Further, there is substantially no beam outside the functional solid angle component dΩ. Thus, as compared with the known spreading panel, the visibility approximately twice the criteria spot. The above-described holographic structure that randomizes not only in the horizontal direction but also in the depth direction allows the apparent radiance of the apparent light source formed by this hologram and also the visibility within the functional solid angle component dΩ. It becomes uniform. Due to the fine new Rirefu structure spaced in the sub-wavelength region, because achieved a large deflection angle exceeds 50 degrees, even if the angle is large, can be sure seen subsequently the reference beam R S.
視認性は、プラスチックの支持板を視覚的に明るくすることによって更に高めることができ、このプラスチック支持板は、例えば、上記の光学プラスチックの粒子に蛍光指示薬を混入することによって実現可能である。 Visibility can be further enhanced by brightening the support plate of plastic visually, the plastic support plate, for example, be realized by incorporating the fluorescent indicator to the particles of the optical plastic.
部分図2A,2B,2Cには、ホログラフィック光学散乱素子を備えた本発明による標的板の実施形態が示されている。平面的な構造の他に、これとは異なる形状又は表面も標的板Zとして使用できるため、機能が同じであれば、例えば、曲面又は空間的に拡げた対象体も標的板Zとして使用できる。 Partial view 2A, 2B, the 2C, embodiments of the target plate according to the present invention is shown which includes a holographic optical scattering element. Other planar structure, which because usable as a target plate Z different shape or surface, if function is the same, for example, music Menmata the subject was spread spatially also target specific plate Z Can be used as
図2Aには、標的板基体として、コーナを平らにした支持板TPを有する本発明の標的板Z1の第1実施形態が示されている。支持板TPは、透明のプラスチックから構成されており、また第1及び第2表面F1’及びF2’を備えている。第2表面F2’には、同心のマーキング円Kが刻まれており、これらの円は、極座標系で見て扇形に区画されており、また最も内側の円が標的マークである。灰色の面積部分で示したホログラフィック拡散器Dは、第2表面F2’に接着されている。拡散器Dは、透明シート上のビーム形成素子として、例えば透過型ホログラムの形態で実施されている。入射光は、支持板TPを通して透過し、拡散器Dにおいて回折され、あらかじめ定めされた立体角範囲で均一に拡がるビームとしてこの拡散器Dを離れる。このホログラフィック拡散器Dにより、入射ビームは、効率良く従ってほぼ損失なしにあらかじめ定めた立体角範囲に散乱される。 FIG 2A, as the target board substrate, a first embodiment of a target plate Z1 of the present invention having a support plate TP that flattened corner is shown. The support plate TP is made of a transparent plastic and has first and second surfaces F1 ′ and F2 ′. Concentric marking circles K are engraved on the second surface F2 ′, and these circles are sectioned in a sector shape when viewed in the polar coordinate system, and the innermost circle is the target mark. The holographic diffuser D shown in gray area is glued to the second surface F2 ′ . Diffuser D as beam shaping element on a transparent sheet, for example, is implemented in the form of a transmission hologram. Incident light passes through the support plate TP, is diffracted by the diffuser D, and leaves the diffuser D as a beam that uniformly spreads in a predetermined solid angle range . By means of this holographic diffuser D, the incident beam is scattered in a predetermined solid angle range efficiently and thus almost without loss .
図2Bには、正方形のホログラフィック拡散器シートD’を備えた板TP’を保持部Hに有する第2実施形態が示されている。この保持部Hには、本発明の標的板Z2を容易にパイプ(又は他の構成部品)に配置できる。この場合、保持部Hにおける高さ調整装置HVにより、標的板Z2をスライドさせて、センタリングマークK2と、構成部品の軸とを一致させる。この第2実施形態では、極座標ではなく直線的な直角座標が、使用者を向いた側に刻まれている。ここでは垂直に立てるため、水準器Wが設けられている。これにより、基準ビームから逸れる傾きを調整又は検査することができる。 FIG. 2B shows a second embodiment having a 'plate TP having a' square holographic diffuser sheet D in the holding portion H. In the holding part H , the target plate Z2 of the present invention can be easily arranged on a pipe (or other component). In this case, the height adjusting device HV in the holding portion H, slide the target plate Z2, centering marks K2, to match the component axes. In this second embodiment, linear rectangular coordinates, not polar coordinates, are inscribed on the side facing the user. Here, in order to stand upright, a level W is provided. Thereby, the inclination deviating from the reference beam can be adjusted or inspected.
図2Cには、円形の標的板Z3として実施された本発明による標的板の第3実施形態が示されている。2つの表面を有するプラスチック体Gにより、標的板Z3の基体が形成されている。プラスチック体Gの一方の表面には、標的中心部ZZを定める円が取り付けられている。計算機で合成され転写されたホログラムを有するプラスチック支持材料Tは、標的板Z3のホログラフィック拡散器であり、このプラスチック支持材料Tは、ここでも例えばダイスによってプレート状に切られており、標的板Z3の形状に適合化されている。本発明の標的板Z3は、この実施形態において4つの固定素子B1,B2,B3,B4を備えている。これらの固定素子は、取り外し可能であるか、又はプレートから取り外しができないように、例えば一体に接続することができる。図示の実施例では、固定素子B1,B2,B3,B3は、標的板Z3をパイプの外壁に固定する留め具を有しており、これらの留め具は図において、図の紙面から後方に向かって延びている。これらの固定装置は、長さが調整可能であり、異なるパイプ径に適応できる。択一な選択肢は、半径方向に延びた複数のばね緩衝器であり、これらのばね緩衝器により、標的板Z3を自動的にパイプ中央にセンタリングして保持することができる。有利には留め具の径も調整可能であり、種々異なるパイプ壁厚に適合させることができる。図2Cの右側には、固定素子B2の留め具KLの一例を拡大した平面図が示されている。 FIG. 2C shows a third embodiment of the target plate according to the invention implemented as a circular target plate Z3. The base body of the target plate Z3 is formed by the plastic body G having two surfaces . On one surface of the plastic body G, a circle that defines the target center portion ZZ is attached. The plastic support material T having the hologram synthesized and transferred by the computer is a holographic diffuser of the target plate Z3, which is again cut into a plate shape by, for example, a die, and the target plate Z3 It is adapted to the shape. The target plate Z3 of the present invention comprises four fixing elements B1, B2, B3, B4 in this embodiment . These fixing elements can be removable or connected together, for example so that they cannot be removed from the plate. In the illustrated embodiment, the fixing elements B1, B2, B3, B3 have fasteners for fixing the target plate Z3 to the outer wall of the pipe, and these fasteners are directed backwards from the plane of the drawing in the figure. It extends. These fixing devices are adjustable in length, it can be adapted to different pipe diameters. An alternative option is a plurality of radially extending spring dampers, which can automatically hold the target plate Z3 in the center of the pipe . Advantageously it is also possible to adjust the diameter of the fastener can be engaged suited to different pipes wall thickness. On the right side of FIG. 2C, enlarged plan view of an example of a fastener KL fixed element B2 is shown.
部分図3A及び3Bには、放射特性の異なる2つのHOEが示されている。簡単な解決手段に対し、例えば、ホログラムを刻印したホログラフィック光学素子、射出成形したホログラフィック光学素子、又は射出成形して刻印したホログラフィック光学素子を使用する。それはこれらの光学素子が、大量生産できるからである。フォトリソグラフで形成される構造体(記録は複数のステップで行うことができ、ひいてはより一層正確である)では、これら構造体は、所謂マスターホログラムをベースにしてコピーされる。この場合、このマスクーホログラムから、数千ないし数十万の複製物を作製することができる。上記の構造体及び放射特性は、ほぼ任意に選択することができる。 The partial FIGS. 3A and 3B, there is shown a two HOE with different radiation characteristics. To simple solutions, for example, using a holographic optical element stamped hologram, injection molded holographic optical element, or injection molding a holographic optical element inscribed. This is because these optical elements can be mass-produced . For structures formed by photolithography (recording can be done in several steps and thus even more accurate), these structures are copied on the basis of so-called master holograms. In this case, several thousand to several hundred thousand copies can be made from this mask hologram. Structure and radiation characteristics of the above can be selected substantially arbitrarily.
図3Aでは、ホログラフィック拡散シートD’’により、円錐状に照明される角度領域dΩ’が得られ、この角度領域では、ビーム強度Vが均一かつ一定に分布している。図3Bでは上記のビームが、拡散シートD’’’により、余弦分布又はランバート分布のビーム強度を有する長方形の領域dΩ’’に誘導される。このようなホログラフィック光学素子により、ガウス分布のビームプロフィールを有するレーザ光の場合のような不規則な光源のビームも均一化することができる。即ち、レーザビームの衝突点には依存せずに、各空間領域を均一かつ高い強度で照明することができるのである。有利にはランバート分布のビーム強度は、立体角範囲dΩ’’内にある。ランバート分布のビーム強度V’では、見かけ上の光源、例えば標的板上の光点は、それぞれの視野角においても平均すると明るさは同じである。ホログラフィック拡散器を用いた正確な誘導により、所望の形状を有する立体角領域にビームをほぼ損失なしに向けることができ、またこのビームの視認性を従来の拡散器よりもほぼ2倍にすることができる。それは、例えば、立体角領域dΩ’’の外側では実質的に光出力が消えないからである。 In FIG. 3A, the holographic diffusion sheet D ″ provides an angular region dΩ ′ that is illuminated in a conical shape. In this angular region, the beam intensity V is uniformly and uniformly distributed. Beam above SL in FIG. 3B, 'by, rectangular area dΩ having a beam intensity of the cosine distribution or Lambertian distribution' diffusion sheet D '' induced '. With such a holographic optical element , an irregular light source beam as in the case of laser light having a Gaussian beam profile can be made uniform . That is, each spatial region can be illuminated uniformly and with high intensity without depending on the collision point of the laser beam . The beam intensity of the Lambertian distribution is preferably in the solid angle range dΩ ″. With a Lambertian beam intensity V ′, the apparent light source, for example, the light spot on the target plate, has the same brightness when averaged at each viewing angle. The exact induction with holographic diffuser, can be directed substantially without loss of the beam solid angle regions having a desired shape, and also the visibility of the beam to almost 2 times than conventional diffuser be able to. This is because, for example, the light output does not substantially disappear outside the solid angle region dΩ ″ .
HOEによりビームを誘導することのできる角度範囲に対して種々異なる形状、例えば幾何学形状は、部分図4Aないし4Dに示されている。線は、最大値の50%のビーム強度(FWHM=半値全幅)におけるそれぞれの円錐形の立体角範囲の幅をマークしている。図4A及び4Bには楕円形の角度範囲E1ないしE4が示されており、ここでは楕円は、拡散器構造に応じて水平方向又は垂直方向に別々に延びることができる。上記の光分布のビーム強度は、円錐範囲内で任意のプロフィールをとることができる。例えば、ランバート分布の場合、観察者に対する平均放射輝度又は視覚的な輝度は一定である。上記の円錐状領域の外側では、ビーム強度を0にして、ビーム出力が損失しないようにしたい。図4Cには、円形領域K1及び正方形領域Q1が略示されている。図4Dには、第1長方形R1及びこの第1長方形を90度回転した第2長方形R2が示されている。ここから明らかであるのは、HOEにより、実施の仕方ないしはプロフィールに従って別の角度範囲、円錐状ではない角度範囲を照明できることである。これは、例えば、空間的に離れた2つのホログラムを、例えば、支持板の入射側のホログラムと、出力側の別のホログラムをを使用する場合に得ることができる。更に空間的に離れた2つのホログラムによれば、レーザビームの空間コヒーレンスを完全に打ち消すことができる。この場合、全光出力は、観察者にとっては、ホログラム上の見かけ上の光源から出力されるように見える。更にこのようなホログラム配置構成によって可能になるのは、レーザビームの強度プロフィールに依存せずに、標的板そのものにおける光点を均一化することである。 Different shapes, for example geometric shapes, for the angular range in which the beam can be guided by the HOE are shown in the partial views 4A to 4D . Lines, have marked the width of the solid angle range of each conical in 50% of the beam intensity of the maximum value (FWHM = full width at half maximum). In Figure 4A and 4B are angular range E1 to E4 of the oval is shown, ellipse here may extend separately in the horizontal direction or the vertical direction in response to spreading Utsuwa構 granulation. The beam intensity of the above light distribution can take an arbitrary profile within a conical range. For example, in the case of Lambertian distribution, the average radiance or visual brightness for the viewer is a constant. Outside of the conical region, and the beam intensity to zero, want to beam power is not lost. In FIG. 4C , a circular region K1 and a square region Q1 are schematically shown . The 4D, the second rectangle R2 in which the first rectangular R1 and the first rectangle and rotated 90 degrees is shown. It is clear from this that the HOE can illuminate another angular range, a non-conical angular range, according to the implementation or profile. This can be obtained, for example, when two holograms that are spatially separated are used, for example, a hologram on the incident side of the support plate and another hologram on the output side. According to the two holograms more spatially separated, it is possible to cancel the spatial coherence of the laser beam completely. In this case, the total light output appears to the observer as being output from an apparent light source on the hologram . Further, such a hologram arrangement makes it possible to make the light spot on the target plate itself uniform without depending on the intensity profile of the laser beam .
Claims (13)
該標的板は、
− 場合によっては、前記の構成部材に又は構成部材内に殊にセンタリングして配置するための保持部(H)と、
− 光学的に透過な第1表面(F1)と、
− 光学ビーム源から発する基準ビーム(RS)を視覚化するための標的マーク(M)を有する光学的に透過な第2表面(F2)とを有する、標的板において、
前記の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)は、前記の基準ビーム(RS)を所定の立体角範囲(dΩ,dΩ’,dΩ’’)に拡げて回折するためのホログラフィック素子を有しており、
該ホログラフィック光学素子は、レーザビームの位相に対し、少なくとも部分的に位相を消失させて、前記の空間コヒーレンスが低減されるように構成されている、ことを特徴とする標的板。 Structure member, for example a pipe (R1, R2) target plate for positioning the (Z, Z1, Z2, Z3 ),
The target plate is
- In some cases, the holding portion for particular arranged to center the configuration member or configuration member and (H),
An optically transparent first surface (F1);
A target plate having an optically transparent second surface (F2) with a target mark (M) for visualizing a reference beam (RS) emanating from an optical beam source ;
Said target plate (Z, Z1, Z2, Z3 ) , the reference beam (RS) to a predetermined solid angle range (dΩ, dΩ ', dΩ'') have a holographic element for diffracting by expanding the And
The holographic optical element, with respect to the phase of the laser beam, thereby eliminating at least partially phase, the spatial coherence of the is configured to be reduced, the target plate, characterized in that.
請求項1記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The holographic optical element is configured to be optically transmissive ,
請 Motomeko 1 target plate according (Z, Z1, Z2, Z3 ).
− ホログラフィックプレート、又は
− ホログラフィックシート、又は
− ホログラフィックフィルム
を有する、請求項1又は2に記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The holographic optical element is
Holographic plate , or holographic sheet , or holographic film.
The a target plate according to claim 1 or 2 (Z, Z1, Z2, Z3).
請求項1から4までの何れか1項に記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The holographic optical element has a mixed order diffractive structure,
Target plate according to any one of 請 Motomeko 1 to 4 (Z, Z1, Z2, Z3).
請求項1から5までの何れか1項に記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The holographic optical element has a moldable surface relief,
The target plate (Z, Z1, Z2, Z3) according to any one of claims 1 to 5.
− 正方形、又は
− 長方形、又は、
− 楕円形、又は
− 円形の立体角範囲(dΩ,dΩ’,dΩ’’)にて行われるようにした、
請求項1から6までの何れか1項に記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The holographic optical element is configured so that the spread and diffraction of the reference beam (RS) is −square , or −rectangular, or
- elliptical, or - were to be performed in a circular solid angle range (dΩ, dΩ ', dΩ''),
The target plate (Z, Z1, Z2, Z3) according to any one of claims 1 to 6.
照明される立体角領域(dΩ,dΩ’,dΩ’’)において光分布が、
− 均質/一定の分布、
− 余弦分布、
− n乗余弦分布、
− 双極分布、
− 四極子分布、又は
− ランバート分布の経過を有するようにした、
請求項1から8までの何れか1項記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 Constituting the holographic optical element,
The light distribution in the illuminated solid angle region (dΩ, dΩ ′, dΩ ″) is
-Homogeneous / constant distribution,
− Cosine distribution,
-N raised cosine distribution,
− Bipolar distribution,
- quadrupole distribution or - has to have a course of Lambert distribution,
Target plate of any one of claims 1 to 8 (Z, Z1, Z2, Z3).
請求項1から9までの何れか1項記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The light output at the 0th diffraction order is less than 2%,
Target plate of any one of claims 1 to 9 (Z, Z1, Z2, Z3).
請求項1〜11までの何れか1項に記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)。 The holographic optical element is disposed on the second surface (F2) by , for example, adhesion ,
Target plate according to any one of up claims 1~11 (Z, Z1, Z2, Z3).
該光学システムは、
− 基準ビーム(RS)を発する光学式ビーム源と、
− 請求項1から13までの何れか1項に記載の標的板(Z,Z1,Z2,Z3)とを有することを特徴とする、
光学システム。 In an optical system for positioning a component, for example a pipe (R1, R2),
The optical system comprises:
An optical beam source emitting a reference beam (RS);
- and having a target plate according (Z, Z1, Z2, Z3 ) to any one of claims 1 to 13,
Optical system.
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